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Niveau maths sup
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cinétique chimique 3

Posté par Profil etudiantilois 04-11-17 à 13:42

Bonjour,

Je n'arrive pas à faire l'exercice suivant, portant sur les facteurs de la cinétique chimique et les lois de vitesse.

Soit la réaction : 2 Fe 3+ + Sn2+ -> 2 Fe 2+ + Sn 4+.
L'expérience montre que la vitesse de la réaction ne dépend, à chaque température, que des concentrations en ions fer(III) et étain (II) par une formule monôme.
En présence d'un grand excès d'ions fer (III), le temps de demi-réaction pour l'ion étain (II) est indépendant de la concentration initiale de cet ion.
D'autre part, pour des mélanges tels que la concentration initiale c en fer (III) soit le double de la concentration initiale en ion étain (II), les valeurs du temps de demi-réaction t1/2 sont données dans le tableau suivant :
c        c0               1,5 c0              2,0 c0                  3,0 c0
t1/2     t0   0,44 t0           0,25 t0             0,11 t0
Déterminer les ordres de la réaction par rapport aux ions Sn2+ et Fe3+.
Je n'ai malheureusement aucune idée pour résoudre l'exercice, et cela m'inquiète beaucoup…

Merci beaucoup de m'aider.

Bonne journée.

Posté par
vanoise
re : cinétique chimique 3 04-11-17 à 14:39

En cas de grand excès d'ions fer(III), on peut considérer à chaque instant la concentration de cet ion comme une constante. L'ordre apparent de la réaction est donc l'ordre partiel par rapport à l'ion étain(II). Tu as sûrement étudié en cours le cas où le temps de demie réaction est indépendant de la concentration... Cela te donne donc l'ordre partiel par rapport à l'ion étain. Il te reste à trouver l'ordre partielle par rapport à l'ion fer(III) à partir de la deuxième expérience...
Une fois de plus : il faut connaître son cours !

Posté par Profil etudiantiloisre : cinétique chimique 3 04-11-17 à 14:46

Bonjour,

C'est encore moi...

J'ai appris mon cours mais je n'arrive pas à l'appliquer... Et c'est pareil dans toutes les matières...
Comment faire ?

Qu'est ce qu'un ordre partiel ? Pourquoi est-il par rapport à quelque chose ?

Aidez-moi s'il vous plaît, je suis perdu... MERCI.

Posté par Profil etudiantiloisre : cinétique chimique 3 04-11-17 à 16:25

up...

Posté par Profil etudiantiloisre : cinétique chimique 3 04-11-17 à 18:59

up...

Posté par
vanoise
re : cinétique chimique 3 04-11-17 à 19:40

Cet exercice est plus difficile que les autres...

De façon générale :

v=-\frac{d\left[Sn^{2+}\right]}{dt}=k.\left[Fe^{3+}\right]^{p}\left[Sn^{2+}\right]^{q}

Si la concentrations intiale en ions fer(III) est très supérieure à celle en ions étain(II), on peut considérer que la concentration en ions fer(III) reste quasiment fixe au cours de la réaction, ce qui permet de simplifier l'expression précédente :

v=-\frac{d\left[Sn^{2+}\right]}{dt}=k_{a}.\left[Sn^{2+}\right]^{q} avec : k_{a}=k.\left[Fe^{3+}\right]_{initiale}^{p}

On obtient un ordre apparent égal à q. Revois bien ton cours : le fait que le temps de demie réaction soit indépendant de la concentration initiale en ions étain(II) implique : q=1.

Pour déterminer p, il faut faire un tableau d'avancement et chercher l'équation différentielle vérifiée par x=\left[Sn^{4+}\right]. Je te laisse continuer. Tu devrais arriver à la conclusion : p=2.



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